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专利号: 2022109611113
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于微服务的工业无线网络设备接入IPv6测试系统,其特征在于:包括基于微服务架构的测试管理系统、测试代理、测试环境;

所述基于微服务架构的测试管理系统包括交互层、转发层、服务层、数据层以及治理层:交互层:基于Web的交互界面,向用户提供人机交互界面;

转发层:即服务网关,负责过滤和转发交互层的请求、调用服务层的服务、进行负载均衡功能;

服务层:包含各功能模块划分而成的独立微服务,包括:测试资源管理服务模块、测试实施管理服务模块、测试项目管理服务模块、用户管理服务模块、日志管理服务模块;

数据层:保存系统正常运行所需要的一切数据;

治理层:提高微服务系统的可靠性和容错性,包括:服务注册与发现模块,提供对各个微服务实例进行管理的功能;服务熔断模块,通过故障转移、系统隔离手段防止故障蔓延;

服务链路追踪与监控,对微服务调用链路上的性能数据进行采集;服务配置中心,集中管理所有配置属性文件;

所述测试代理用于分析来自基于微服务架构的测试管理系统的测试指令,向相应的测试环境发送数据流,以及接收来自测试环境的数据流,并且对数据流进行处理,将与测试环境交互的数据流处理结果上传给基于微服务架构的测试管理系统;

所述测试环境包括网关测试环境、路由器测试环境、终端测试环境,分别为要接入IPv6网络的网关、路由器、终端所搭建的测试环境;测试环境中包含标准的无线路由器、无线终端、IPv6无线边界网关,以及用户提供的被测无线路由器、被测无线终端、被测IPv6无线边界网关。

2.根据权利要求1所述的基于微服务的工业无线网络设备接入IPv6测试系统,其特征在于:所述测试代理包括:通信接口:提供与基于微服务架构的测试管理系统的通信功能;

协议标准:内嵌与被测工业无线网络相同的协议模块,能与被测工业无线网络进行协议一致性测试;

测试代理描述:包含与测试相关的有用信息,包括测试代理的定义信息、驱动测试控制信息,以及相关参数信息;

测试驱动:负责与工业无线网络设备接入IPv6测试环境交互测试流。

3.根据权利要求1所述的基于微服务的工业无线网络设备接入IPv6测试系统,其特征在于:所述服务层中的各微服务具体包括:所述测试资源管理服务模块包括测试用例管理和测试数据管理,用于对不同协议的无线网络设备接入IPv6测试用例、以及测试所需数据、测试结果数据进行管理;

所述测试实施管理服务模块包括无线接入测试管理、测试报告管理、测试用例实施管理;所述无线接入测试管理针对各种协议的无线网络设备接入IPv6测试服务;所述测试报告管理包含针对测试报告的增删查操作功能;所述测试用例实施管理包括测试用例集优化、测试用例执行功能;

所述测试项目管理服务模块包括对测试项目进行创建、删除、查看、状态维护功能;

所述用户管理服务模块包括对用户信息进行查看、增加、删除和权限分配;

所述日志管理服务模块包括记录系统的操作日志和测试用例执行日志。

4.一种基于微服务的工业无线网络设备接入IPv6测试方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:用户登录基于微服务架构的测试管理系统,创建测试项目,填写PICS表单,向测试人员提供被测设备;

S2:测试人员根据测试项目中的明细将被测设备接入被测网络环境;

S3:基于微服务架构的测试管理系统根据用户创建的测试项目,调用相应的内部资源,调用无线接入测试服务,生成测试用例集,并且调用测试用例集优化算法,对测试用例集中的测试用例进行优先级排序;

S4:基于微服务架构的测试管理系统根据测试用例集,逐条执行测试用例,向测试代理发送测试指令;

S5:测试代理根据操作指令,向工业无线网络设备接入IPv6测试环境发送测试流;

S6:工业无线网络设备接入IPv6测试环境中的网络设备对测试流进行转发和响应,最终将测试流响应给测试代理;

S7:测试代理对响应的测试流简单处理,并将结果上传给基于微服务架构的测试管理系统;

S8:在执行完所有的测试用例后,基于微服务架构的测试管理系统分析测试结果生成测试报告。

5.根据权利要求4所述的基于微服务的工业无线网络设备接入IPv6测试方法,其特征在于:测试用例集首次获取时的依据是由用户填写的PICS表部分条目,包括device_type_id字段、protocol_type_id字段、requirement_information字段信息;测试用例绑定device_type_id字段、protocol_type_id字段、requirement_information字段信息;

测试项目非首次执行,则接入测试服务将该测试项目的测试用例历史执行记录发送给测试用例管理服务,测试用例管理服务根据测试用例历史执行记录的test_case_id字段信息从数据库中调取测试用例基。

6.根据权利要求4所述的基于微服务的工业无线网络设备接入IPv6测试方法,其特征在于:对测试用例集进行优化前,对测试用例进行再编号,得到测试用例编号序列;

测试用例集优化算法的输入是测试用例编号xij,以及对应的测试用例的测试需求覆盖数 测试用例历史执行失败数 输出是优化后的测试用例编号序列;测试用例集优化算法包括以下步骤:S31:定义测试用例的测试需求覆盖数、历史失败数;

S32:初始化测试用例的测试需求覆盖数、历史失败数;

S33:判断是否存在 若不存在,则利用普通排序算法根据 大小进行降序排序得到优化的测试用例编号序列,若存在,则调用基于改进的多目标布谷鸟搜索算法获取优化的测试用例编号序列。

7.根据权利要求6所述的基于微服务的工业无线网络设备接入IPv6测试方法,其特征在于:所述基于改进的多目标布谷鸟搜索算法包括以下步骤:A1:定义种群规模、发现概率、结束条件;

一个鸟巢代表一个测试用例集所有测试用例的编号序列,代表一个可能解,鸟巢的定义为:式中,n表示所有鸟巢的数量,即种群大小;m表示一个测试用例集的测试用例数量,即测试用例编号的数量;tMax表示最大迭代次数;xij表示第i个鸟巢的第j个测试用例编号;

表示第i个经过t次迭代的鸟巢;

一个种群定义为:

在执行随机漫步机制时以一定的概率抛弃部分鸟巢,鸟巢的宿主发现布谷鸟蛋的概率为pa,定义结束条件为当前迭代次数是否为最大迭代次数tMax;

A2:初始化种群,确定适应度函数;

A3:判断是否满足结束条件,即是否达到最大迭代次数tMax,若满足,则输出最优鸟巢,否则执行以下循环步骤;

A4:通过莱维飞行机制生成新的鸟巢并更新种群;

A5:通过随机漫步机制生成新鸟巢并更新种群;

A6:判断是否满足突变决策条件,若满足,则更新迭代次数,返回步骤A4;不满足,则先过突变机制生成新的鸟巢并更新种群,再更新迭代次数,返回步骤A4。

突变决策条件为:

其中,γ表示突变机制的阈值;u表示要追溯的代数;

当第i个鸟巢连续u代的适应度值保持在一个小范围内变化时,触发突变机制,以当前随机漫步机制更新的种群 当作t+1代种群来进行决策;

突变机制产生新的鸟巢公式如下:

式中, 表示处理得到的鸟巢;xθ表示随机突变参数;

新鸟巢的测试用例编号进行无性遗传机制修复处理;计算种群 的各鸟巢适应度值 非支配解集合 比较 和 中解的支配关系,更新非支配解集合得

在目标空间中,根据 找到基准点 逐对比较 与基准点距离和 与基准点 的距离;保留距离较小的那个鸟巢,得到新的种群经过比较和保留操作后的鸟巢记为 更新最优鸟巢 及其适应度值更新最优鸟巢 及其适应度值

8.根据权利要求7所述的基于微服务的工业无线网络设备接入IPv6测试方法,其特征在于:步骤A2具体包括以下步骤:将种群中的每个鸟巢进行初始化处理:

式中,randomPermutation(m)为第i个初始鸟巢生成大小为m的随机排列函数,初始种群为以最大化测试需求覆盖率和最大化历史执行失败率为排序目标,所述最大化测试需求覆盖率是指测试用例尽快覆盖更多测试需求,所述化历史执行失败率指在历史执行过程中,发现过缺陷的测试用例应具有更高的优先级;

所述最大化测试需求覆盖率的目标函数为:

式中,m表示一个测试用例集的测试用例数量;xij表示第i个鸟巢的第j个测试用例编号; 表示一个测试用例覆盖的测试需求数;RCS表示所有测试用例覆盖的测试需求数;

所述最大化历史执行失败率的目标函数为:

式中, 表示一个测试用例的历史执行失败数,FCS表示所有测试用例的历史执行失败数;

综合最大化测试需求覆盖率和最大化历史执行失败率为排序目标的鸟巢目标函数f(xi)表示为:f(xi)=[f1(xi),f2(xi)]

以目标函数作为适应度函数,目标函数的值为适应度值,通过下式得到初始种群的非(0)支配解集合NDS :

(0) (0)

其中xa和xb是不同的两个鸟巢,找到NDS 中的基准点(Max(f1),Max(f2)),记为RP ,计(0)算距离基准点最近的非支配解,作为初始种群P 最优解 其适应度值 计算距(0)

离基准点最远的解,作为初始种群P 最差解 其适应度值

9.根据权利要求8所述的基于微服务的工业无线网络设备接入IPv6测试方法,其特征在于:所述步骤A4具体包括以下步骤:利用莱维飞行机制对除最优鸟巢 以外的其他鸟巢的位置和状态进行更新,初始更新公式为:式中,α表示步长控制量; 表示第i个经过t次迭代的鸟巢; 表示在 经过莱维飞行机制生成新的鸟巢,是临时更新版本的鸟巢,并非t+1代鸟巢; 表示点对点乘法;

Levy(β)表示随机搜索路径,服从Levy分布;

使用下式产生Levy随机数:

式中,μ,v服从标准正太分布;

适应步长 为:

式中, 表示经过t次迭代种群中,第i个鸟巢的步长; 表示是经过t次迭代种群中,第i个鸟巢的适应度值; 表示经过t次迭代种群中,最优鸟巢适应度值;

表示经过t次迭代种群中,最差鸟巢适应度值;

改进的莱维飞行更新公式为:

对新鸟巢的测试用例编号进行四舍五入,将越界的测试用例编号和重复的编号替换成无关值,记为*;然后新鸟巢中的无关值从旧鸟巢 中获取,按照旧鸟巢 的值顺序填充新鸟巢的无关值*;通过无性遗传机制修复新的鸟巢最终得到鸟巢计算修复后鸟巢 的适应度值 得到非支配解集合 比较(t)

和NDS 中解的支配关系,更新非支配解集合得 在目标空间中,根据找到基准点 逐对比较 与基准点 距离和 与基准点的距离;保留距离较小的那个鸟巢,得到新的种群 经过比较和保留操作后的鸟巢记为 更新最优鸟巢 及其适应度值 更新最优鸟巢 及其适应度值

10.根据权利要求9所述的基于微服务的工业无线网络设备接入IPv6测试方法,其特征在于:所述步骤A5具体包括以下步骤:所述随机漫步机制,是模拟鸟巢的宿主一定几率发现布谷鸟蛋后可能放弃鸟巢,在别处生成一个新鸟巢的过程,随机漫步机制产线新鸟巢 的表达式如下:其中, 表示种群 中任意不同的3个鸟巢;ε表示属于[0,

1]中的随机数;pa表示是发现概率;H(ε‑pa)赫维赛德函数,当(ε‑pa)≥0时,该函数值为1,否则该函数值为0;

对新鸟巢的测试用例编号进行无性遗传机制修复处理,得到种群计算种群 的各鸟巢 适应度值 非支配解集合 比较和 中解的支配关系,更新非支配解集合得

在目标空间中,根据 找到基准点 逐对比较 与基准点距离和 与基准点 的距离;保留距离较小的那个鸟巢,得到新的种群经过比较和保留操作后的鸟巢记为 更新最优鸟巢 及其适应度值更新最优鸟巢 及其适应度值